Фундаменталните ограничения за най-малките възможни дължини на време и пространство означават, че някои събития, подчинени на основните закони на физиката, никога не могат да бъдат предвидени, дори и с най-мощните компютърни симулации.
Проблемът с трите тела, който е математическа задача как три обекта обикалят един около друг според законите на движението на Нютон, е труден, поради едно свойство, наречено хаос. Хаотична система е тази, при която дори мъничката промяна в първоначалните условия на обектите, като техните позиции или скорости, има огромен ефект върху начина им на движение.
Това често се нарича "ефект на пеперудата" и означава, че е много трудно да се предвиди как ще се развият тези системи или математически ще се върне времето назад, за да се разбере откъде са започнали.
Голяма част от тази трудност идва от факта, че нашите компютри имат ограничена прецизност, така че дори и малките неясноти могат да разрушат симулацията на хаотична система. Но сега Тжарда Боехолт (Tjarda Boekholt) от Уиверситета Коимбра в Португалия и неговите колеги казват, че дори най-добрият възможен компютър във Вселената не може да реши този проблем.
Екипът използва изключително прецизни симулации, за да проучи дали липсата на точност е единственият проблем за прогнозирането на хаотични системи.
Те започват симулация на три черни дупки, обикалящи помежду си на разстояние един парсек или около 3 светлинни години. Оставят я да работи известно време, след което се опитват да ги върнат обратно към първоначалната им конфигурация. Те повтарят този процес 1212 пъти.
Ако е невъзможно да се върне обратно към първоначалната конфигурация на системата, това ще означава, че системата е непредсказуема. Екипът използва своите резултати, за да изчисли каква точност е необходима, за да се върне първоначалната конфигурация. Те откриват, че за около 5% от тройните системи ще трябва да се измери тази конфигурация с точност по-малка от дължина на Планк - най-малката възможна мерна единица за дължина и около 10-51 от първоначалното разстояние между черни дупки.
Това означава, че тези системи са дълбоко непредсказуеми.
„Дори и да имате разлика от порядъка на дължината на Планк, което е нелепо малко, някои сценарии все още ще са необратими“, отбелязва Боехолт. "Не можем да бъдем по-прецизни от природата",
В практически смисъл това означава, че има граница за нашата прогнозна сила, когато се опитваме да изследваме Вселената точно, защото дори най-мощният компютър, който някога би могъл да съществува, не може да симулира под дължината на Планк.
"Наистина има системи от три черни дупки и едно от последствията е, че опитът да се проследи движението на тези системи във всеки детайл наистина е невъзможно“, коментира Скот Тремейн (Scott Tremaine) от Института за усъвършенствани изследвания в Ню Джърси. „Не можете да предвидите движението не само заради фундаменталните неопределености в квантовия размер, но дори и за тела с астрономически размери.“
Това може да има и по-големи последици за това как разбираме самото време.
„Ако можехме да обърнем 100 % от случаите, тогава за три тела не би било възможно да определим стрелата на времето - нямаше да можем да различим кое е бъдеще и кое - минало“, отбелязва Бокхолт. "Но в 5 на сто от случаите можем да продължим напред, но не и назад, така че има асиметрия, която е тясно свързана със стрелата на времето."
